[發(fā)明專利]鐵基納米顆粒摻雜磁耦合粉末材料制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610937478.6
• 申請日: 2016-10-25
• 公開（公告）號: CN106373696B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢坤明;黃敬暉;丁昂;郝潔;張延松;紀松;張澤強;李明利
• 申請（專利權(quán)）人: 中國兵器科學研究院寧波分院
• 主分類號: H01F1/36
• 分類號: H01F1/36
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi),景豐強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁耦合粉末的制備方法，本發(fā)明涉及的磁耦合粉末可以應用于無線傳輸?shù)牟牧稀?/p>

背景技術(shù)

隨著新能源技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)+等新興技術(shù)進步，無線電能傳輸技術(shù)開始走進人們的生活，相比于傳統(tǒng)的接觸式電能傳輸技術(shù)，無線電能傳輸技術(shù)具有前者無可比擬的便攜性，因而具有廣闊的發(fā)展空間，越來越受到國內(nèi)外研發(fā)機構(gòu)的重視。

在無線傳輸系統(tǒng)中，為提高系統(tǒng)傳輸?shù)哪芰棵芏群蛡鬏斝剩ǔＯ到y(tǒng)的工作頻率比較高，而隨著頻率的提高，磁耦合磁芯的損耗越來越大，因此無線傳輸系統(tǒng)磁性材料的選擇對耦合元件實現(xiàn)高效率、高功率和體積小型化尤為重要。出于以上工況，對磁性材料提出了以下要求：1)高磁導率，可以降低勵磁電流；2)低矯頑力，可以減小磁滯損耗；3)高電阻率，可以減小渦流損耗；4)高飽和磁感應強度，可以減小體積，防止磁飽和；5)低的高頻損耗，降低高頻下的能量損失，降低元件溫升。

現(xiàn)階段應用較為成熟的磁性材料有硅鋼、非晶合金、鐵氧體等。其中，鐵氧體材料是在電子元器件領(lǐng)域應用最為廣泛的一類磁性材料，具有中等飽和磁感應強度、較高的磁導率、極高的電阻率、中等的高頻損耗，磁路結(jié)構(gòu)設(shè)計簡便，價格低廉的優(yōu)點，且是三者中唯一能在幾百兆電磁波頻率級別下實現(xiàn)低損耗特性的磁性材料，因此，十分適合作為無線傳輸磁耦合磁芯的首選材料。

但采用鐵氧體材料作為無線傳輸磁耦合材料，還需要作出改進，才能滿足滿足無線傳輸磁耦合元件的應用要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述的技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種具有較高飽和磁感應強度、較高磁導率、高的電阻率、低高頻損耗的磁耦合粉末材料制備方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種鐵基納米顆粒摻雜磁耦合粉末材料制備方法，其特征在于包括如下步驟：

①將各原材料按照以下摩爾份數(shù)配比：

采用氧化物陶瓷燒結(jié)法制備MnZn鐵氧體粉末；

②采用微波等離子法制備鐵基磁性納米顆粒；

③將鐵基磁性納米顆粒通過原位外延生長生成氧化物，形成納米磁性氧化物顆粒；

④將步驟③中得到納米磁性氧化物顆粒均勻混合到MnZn鐵氧體粉末中，納米磁性氧化物顆粒添加比例為MnZn鐵氧體粉末重量的5～10％，將兩種粉末混合均勻；

⑤將混合后的粉末在氫氣的保護下進行高能球磨。

作為優(yōu)選，步驟①所述的MnZn鐵氧體粉末尺寸為3～5μm。

作為優(yōu)選，步驟②所述的鐵基磁性納米顆粒為Fe₉₀Si₁₀，尺寸為30～100nm。

作為優(yōu)選，步驟②所述高能球磨條件如下：球料比為15:1～25:，球磨時間為3～5小時。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：基于微波等離子法制備的磁性氧化物顆粒具有納米尺寸級的粒徑，較鐵氧體粉末小幾個數(shù)量級，且表面活性高，在鐵氧體壓制成型過程中能夠增加坯料的密實度，改善鐵氧體晶界結(jié)構(gòu)，提高其磁耦合性能。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。

實施例1，將各原材料按照以下摩爾份數(shù)配比：51.5mol％Fe₂O₃、34.5mol％MnO、13.0mol％ZnO、0.8mol％Nb₂O₅、0.2mol％SiO₂，采用氧化物陶瓷燒結(jié)法制備尺寸為3μmMnZn鐵氧體粉末。采用微波等離子法制備尺寸為30nm鐵基磁性納米顆粒Fe₉₀Si₁₀，將納米顆粒晶核通過原位外延生長工藝生成氧化物，形成納米磁性氧化物顆粒。將該納米磁性氧化物顆粒均勻混合到MnZn鐵氧體粉末中，納米磁性氧化物顆粒添加比例為鐵氧體粉末重量的5％，將兩種粉末混合均勻。將混合后的粉末在氫氣的保護下進行高能球磨，球料比為15:1，球磨時間為5小時。